一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法与流程

本发明涉及安全工程领域，尤其涉及一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法。

背景技术：

随着电网的发展，在各地都布置了用于架设输电线路的输电线路基站，许多的输电线路基站构成一个庞大的电网，一旦其中一座输电线路基站发生偏移、下沉等情况，会极大地影响电网的工作，最终影响电网的下游用户的用户体验。现有技术中，通过在输电线路基站上安装监测装置并通过通信模块发送至主站，由于存在多个输电线路基站，在发送数据时，容易发生各个输电线路基站抢占通道的情况，降低了监测装置的通信稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法，来解决目前监测装置通信稳定性低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种应用于输电线路基站的状态监测系统，包括一个主站和至少两个输电线路基站，其中一个所述输电线路基站设置有集中终端，其余所述输电线路基站设置有检测终端；

所述集中终端和所述检测终端均包括有用于管理通信的主控模块；所述主控模块连接有用于检测所述输电线路基站的姿态并生成姿态数据的姿态重力感应模块和用于向所述集中终端传输所述姿态数据的近距离通信模块；

所述集中终端的所述主控模块还连接有用于向所述主站发送打包后的所述姿态数据的远距离通信模块。

可选地，所述状态监测系统还包括至少一个无人机，所述无人机搭载有所述集中终端；

当所述远距离通信模块失效后，所述无人机巡检各地的所述输电线路基站，所述无人机的所述集中终端与各地的所述检测终端或者所述集中终端信号连接。

可选地，所述主控模块电连接有用于供电的电源管理模块，所述电源管理模块电连接有用于储存并提供电能的锂电池和用于给所述锂电池充电的太阳能电池。

可选地，所述主控模块还连接有用于拓展功能的拓展通讯模块，所述拓展通讯模块内置有以太网通讯协议、rs485接口和rs232接口。

可选地，所述远距离通信模块为5g通信模块。

可选地，所述近距离通信模块为wi-sun通信模块

第二方面，本发明实施例还提供一种监测方法，采用本发明实施例一所提供的状态监测系统执行，所述方法包括：

s11、所述检测终端通过所述近距离通信模块将所述姿态数据传输至所述集中终端；

s12、所述集中终端的所述主控模块将所述姿态数据打包；

s13、所述集中终端通过远距离通信模块将打包后的所述姿态数据传输至所述主站。

第三方面，本发明实施例还提供另一种监测方法，采用本发明实施例二所提供的状态监测系统执行，所述执行方法包括：

s21、所述主站控制所述无人机巡检各地的所述输电线路基站；

s22、所述无人机搭载的所述集中终端通过所述近距离通信模块获取各个所述检测终端和所述集中终端的所述姿态数据；

s23、所述无人机收集全部所述姿态数据后返回所述主站。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法，在正常监测状态时，通过姿态重力感应模块监测输电线路基站的姿态并生成姿态数据，各个检测中端将各自输电线路基站的姿态数据通过近距离通信模块将姿态数据集中到集中终端，集中终端的主控模块再将姿态数据打包并通过远距离通信模块传送至主站，避免发生通信通道相互抢占的情况。另外，在远距离通信模块失效后，通过无人机代替远距离通信模块收集各个输电线路基站的姿态数据，令状态监测系统在不同情况下也能保持运作，有效地提高状态监测系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的状态监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的集中终端的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的检测终端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种监测方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种监测方法的流程示意图。

图示说明：1、集中终端；10、主控模块；11、近距离通信模块；12、姿态重力感应模块；13、扩展通讯模块；14、电源管理模块；15、太阳能电池；16、锂电池；17、远距离通信模块；2、检测终端；3、无人机；4、主站。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参考图1至图5，图1为本发明实施例提供的状态监测系统的结构示意图，图2为本发明实施例提供的集中终端的结构示意图，图3为本发明实施例提供的检测终端的结构示意图，图4为本发明实施例提供的一种监测方法的流程示意图，图5为本发明实施例提供的另一种监测方法的流程示意图。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供的一种应用于输电线路基站的状态监测系统能够对各地的输电线路基站进行状态监测，对输电线路基站的姿态作及时反馈，避免输电线路基站发生偏移、下沉等情况，影响电网的正常运作；本实施例一的状态监测系统通过将数据集中发送，保持稳定的通信。

如图2和图3所示，状态监测系统包括一个主站4和至少两个输电线路基站，其中一个输电线路基站设置有集中终端1，其余输电线路基站设置有检测终端2；集中终端1和检测终端2均包括有用于管理通信的主控模块10；主控模块10连接有用于检测输电线路基站的姿态并生成姿态数据的姿态重力感应模块12和用于向集中终端1传输姿态数据的近距离通信模块11；集中终端1的主控模块10还连接有用于向主站4发送打包后的姿态数据的远距离通信模块17。

需要说明的是，输电线路基站为输电线路杆、输电线路塔等户外电网设备。集中终端1和检测终端2的具体形状不作限制，只需能固定安装于输电线路基站上即可，例如，集中终端1和检测终端2可为集成各种模块的装置，该装置具有外部保护壳，外部保护壳能通过螺栓固定连接于输电线路基站上，外部保护壳能有效保证内部模块不受雨水的影响。主控模块10以高速单片机为核心组成，主要管理姿态重力感应模块12、近距离通信模块11、扩展通信模块13之间以及集中终端1和检测终端2的通讯，能有效地监测输电线路基站的实时状态，通过近距离通信模块11将数据发送给集中终端1；该高速单片机的型号可以为ds87c550eprom单片机。姿态重力感应模块12能够检测到输电线路基站相对于地基的倾斜程度和下沉程度，并生成对应的姿态数据；该姿态重力感应模块12为包括有陀螺仪、角加速度传感器等的集成模块；近距离通信模块11可以采用wifi、蓝牙模块和gprs模块等。

进一步地，主控模块10电连接有用于向主控模块10供电的电源管理模块14，电源管理模块14电连接有用于储存并提供电能的锂电池16和用于给锂电池16充电的太阳能电池15。需要说明的是，电源管理模块14受主控模块10控制，当主控模块11启动后，电源管理模块14将锂电池16的电能输送至主控模块10；太阳能电池15能将太阳的热辐射转换为电能并通过主控模块11给锂电池16充电，实现节能的效果，提高状态监测系统的持续性。

进一步地，主控模块10还连接有用于拓展功能的拓展通信模块13，拓展通信模块13内置有以太网通讯协议、rs485接口和rs232接口。拓展通信模块13能拓展连接摄像头、红外监测模块、开关遥控模块和物联网模块等电子元件。其中，拓展通信模块13内置的以太网通讯协议能通过rs485接口与互联网连接，实现在线信息交互；拓展通信模块13内置的rs232接口能实现点对点连接，可以连接红外监测模块等；拓展通讯模块13适应了输电线路基站发展的未来需求，可对复杂程度日益增长的状态监测系统进行更加完整、更快速地配置。

进一步地，远距离通信模块17为5g通信模块。5g通信模块具有通信稳定速率快的特点，能够有效提高集中终端1向主站4发送数据的速度，从而提高状态监测系统的速率。

进一步地，近距离通信模块11为wi-sun通信模块。wi-sun通信模块的频段为920mhz，不容易引起与其他通信方式之间的电波干扰，功耗低，且可实现长距离数据通信；并且wi-sun通信模块的电波迂回特性优异，即使应用于存在墙壁或障碍物的场所，也能确保稳定的通信，提高了状态监测系统通信的稳定性。

需要补充说明的是，输电线路基站通过wi-sun通信模块实现通信，实现输电线路基站之间的数据互通，当某个检测终端2的wi-sun通信模块在集中终端1的通信范围外时，检测终端2的可将姿态数据发往离该集中终端1更近的输电线路基站，以实现中距离传输的功能，无需额外增设设备以达到扩大集中终端的通信范围的效果，极大地降低了成本。

本发明实施例提供的状态监测系统，通过集中终端1汇总各个检测终端2的姿态数据，再将其打包发送至主站4，主站4只从集中终端1中接收姿态数据，提高了状态监测系统的通信稳定性。

实施例二

本发明的发明实施例二在实施例一的基础上，提供了能应对灾难的状态监测系统。

如图1所示，状态监测系统还包括至少一个无人机3，无人机3搭载有集中终端1；当远距离通信模块17失效后，无人机3巡检各地的输电线路基站，无人机3的集中终端1与各地的检测终端2或者集中终端1信号连接。

需要说明的是，无人机3不作具体的限制，例如，四旋翼无人机、六旋翼无人机和单桨式无人机；无人机3需要搭载集中终端1，该集中终端1能通过多种方式固定于无人机3上，例如，通过螺栓固定连接于无人机3远离旋翼的一侧上或通过卯榫结构嵌合于无人机3上；当远距离通信模块17失效后，无人机存在多种飞巡方式，例如，无人机3直接飞向设有集中终端1的输电线路基站，接收打包后的姿态数据，判断数据是否完全，当打包后的姿态数据与输电线路基站总数相匹配时，则直接返航，当打包后的姿态数据缺少某个或多个输电线路基站的数据时，则飞往相对应的输电线路基站进行数据接收，能拓展状态监测系统的应用场景，提高状态监测系统的稳定性；又如，无人机3直接沿既定路径飞往各处的输电线路基站，接收各个输电线路基站的姿态数据，该种方法能够应对近距离通信模块11受到很大干扰的情况。

本发明实施例提供的状态监测系统，能够有效应对灾后情况，保证了状态监测系统的稳定性，能有效应用于远程通信失效的情景，便于主站4及时获得各地输电线路基站的信息，派出维护人员作定点检修，避免了人力资源的浪费，提高了灾后的检修速度。

实施例三

如图4所示，为本发明实施例提供的一种监测方法的流程示意图。

该发明方法由本发明实施例一提供的状态监测系统执行，步骤如下：

s11、检测终端2通过近距离通信模块11将姿态数据传输至集中终端1；

需要说明的是，姿态数据包括了由姿态重力感应模块12检测输电线路基站的相对于地基的角度数据及相对于地基的下沉度和对应的输电线路基站的id信息。

s12、集中终端1的主控模块10将姿态数据打包；

需要说明的是，主控模块10在判断各个输电线路基站的姿态数据收集齐全后，才开始将姿态数据打包；失去与某个输电线路基站的通信联系后，则将该输电线路基站的姿态数据标记为严重，便于主站4及时作出应对措施。

s13、集中终端1通过远距离通信模块17将打包后的姿态数据传输至主站4。

本发明实施例提供的监测方法，能够有效地对各个输电线路基站的姿态作实时监控，便于工作人员能够及时对出现问题的输电线路基站进行及时维护，保护电网不受各种因素影响，从而提高下游用户的使用体验。

实施例四

如图5所示，为本发明实施例提供的另一种监测方法的流程示意图。

该发明方法由本发明实施例二提供的状态监测系统执行，步骤如下：

s21、主站4控制无人机3巡检各地的输电线路基站；

需要说明的是，该巡检方式不作具体限定；例如，无人机3直接飞往集中1接收姿态数据并判断缺失的输电线路基站后，再飞往该输电线路基站；无人机3直接按主站4规划的路径，对路径上的输电线路基站进行巡检。

s22、无人机3搭载的集中终端1通过近距离通信模块11获取各个检测终端2和集中终端1的姿态数据；

需要说明的是，无人机3在与输电线路基站的近距离通信模块11通信并获取姿态数据后便可以飞往下一输电线路基站，无需飞至输电线路基站的正上方。

s23、无人机3收集全部姿态数据后返回主站4。

需要说明的是，无人机3在与部分输电线路基站通信失败后，则记录该输电线路基站发生事故，视作该输电线路基站的姿态数据。

本发明实施例提供的监测方法，能够有效应对灾后远距离通信模块17失效的情况，通过无人机3实现输电线路基站与主站4之间的通信，有效地解决受灾后无法接收各地输电线路基站的姿态数据的状况，拓展了状态监测系统的应用场景。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。